1、,聚 碳 酸 酯 Polycarbonate,目录,概述, 定义 分子主链中含有碳酸酯基的聚合物统称为聚碳酸酯，可看作二羟基化合物与碳酸的缩聚产物。英文为Polycarbonate，缩写PC。是用量第二大的工程塑料。,R代表二羟基化合物的主体部分，R可以属于脂肪族、脂环族、芳香族或脂肪-芳香族。迄今最普遍的是双酚A型聚碳酸酯。,概述,双酚A型聚碳酸酯 (polycarbonate of bisphenol A)结构式：,在五大工程塑料中，PC产量仅次于PA，应用由电子、电气、汽车、建筑、办公设备、包装等部门正迅速扩展到航空、航天、电子计算机、光盘等许多高新技术领域,聚碳酸酯的合成由于碳酸不能稳
2、定存在，所以不能通过二羟基和碳酸直接缩聚。,1.光气法：目前约90的PC用该法合成。,4,4-二羟-2，2-二苯基丙烷Bisphenol A(毒性问题),可得分子量为1.52.0105的PC,整个聚合过程可分为三个阶段：光气化、缩聚、后处理,（1）光气化,将光气通入双酚A钠盐溶液，随后加入惰性有机溶剂（二氯甲烷或二氯乙烷），在搅拌和常温的情况下进行光气化反应，生成氯甲酸双酚A酯，当反应液PH值降到78时，停止通光气，反应停止。,（2）缩聚,将光气化的物料送至缩聚釜中，在叔胺或季铵盐等催化剂作用下，常温常压下缩聚反应34h，使低聚物逐步转化成高聚物。此反应放热，应采用冷水降温。当反应液变为粘稠并
3、且分离出水层后，缩聚反应即可终止。然后用5%甲酸中和至物料呈微酸性（PH值为35）后在进行后处理,光气化制备聚碳酸酯的转化率高，一般均在90%以上，相对分子量可高达15万20万。但是相对分子量过高，成型加工困难，因此常用分子量调节剂（苯酚、甲醇、硫醇等单体官能团）将其调整在5万左右。,（3）后处理,后处理的目的有两点：一是除掉树脂中的盐，二是除掉树脂中低分子物和未参加反应的双酚A。盐的脱出一般采用水洗法，至洗涤水中不含氯离子为止。低分子量物质的除去一般采用沉析剂在强烈搅拌下，使聚碳酸酯呈粉状或粒状析出。沉淀剂可采用醇类（甲醇、乙醇），酯类（乙酸乙酯、乙酸丁酯），酮类（丙酮、丁酮），及石油醚，甲
4、苯等。,2. 酯交换法（熔融缩聚法）,双酚A与碳酸二苯酯熔融缩聚，按两个阶段进行：,分子量为2.55104的PC。不使用溶剂、也不使用有毒的光气、聚合反应过程比较环保。是目前PC合成的一个发展方向。,PC的合成方法,光气法,传统酯交换法,光气化法,光气或非光气法,非光气法,聚碳酸酯合成工艺路线,苯环,碳酸酯基,聚碳酸酯的结构,聚碳酸酯的结构, 链结构,总体来讲，双酚A型的聚碳酸酯是刚性较强的分子链。Tg150oC。黏流温度300oC, 聚集态结构1. 基本特征,分子链比较刚硬,分子间有较强的作用力,2. 超分子结构,PC容易形成分子链束原纤维结构,Flory提出的无定形高聚物的无规线团结构模型
5、。,PC的是有进入和未进入原纤维结构高分子组成的无定形高分子材料。由原纤混乱交错形成的疏松三维网络结构是整个材料的增强骨架。其间存在较多的微空隙。,微空隙,玻璃化温度：145-150,冲击强度：630689J/m,介电常数：2.973.17,透光率：7590,线膨胀率：3.810-5 K-1,折光指数：1.5890,聚碳酸酯的性能,聚碳酸酯的性能,4.化学性能,3.机械性能,5.热性能,6.光学性能和耐辐射性,8.电性能,7.耐老化性和阻燃性,11.相容性,12.交联性,9.稳定性,10.透气性,聚碳酸酯性能,良好的绝缘性良好的阻燃性尺寸稳定性热稳定性耐氧化性易成型加工高强度耐冲击高透光率高折
6、射率,医疗器械食品包装领域光学材料领域,汽车制造领域航空航天领域,电子电器领域建材领域,聚碳酸酯的应用,聚碳酸酯的应用,透明抗冲击,眼镜/太阳镜,公路/成铁隔音玻璃幕墙,防暴盾牌,透明性抗冲击性耐热性,电绝缘性,高强度,多为PC/ABS合金,聚碳酸酯的应用,1 汽车,PC具有优良的抗冲击、抗热畸变性能，且耐候性好、硬度高，因此适用于生产轿车和轻型卡车的各种零部件。用途主要集中在照明系统、仪表板、加热板、除霜器以及PC合金制的保险杠等。,PC灯罩,标致PC后车窗,2 电子电器,由于PC在较宽的温度、湿度范围内具有良好而恒定的电绝缘性，且阻燃性和尺寸稳定性良好，在电子电器领域的应用更为广阔。最大应
7、用是制造插接件，用于重载插头座和墙壁插板、连接器、调制调节器外壳、终端接线柱、光纤电缆缓冲管等。,PC透明电器,PC电源盒,PC板用于按钮箱,3 光学,PC以高透光率、高折射率、高抗冲击性、尺寸稳定性及易加工成型等特点，在光学占有极其重要的位置。,镜片 采用光学级PC制作的摄像器材镜头及其他光学透镜，无论是抗冲击性能，还是成型加工性能，都是传统的无机玻璃制光学镜头所无法比拟的。PC透镜的优点是抗冲击强度高，安全性好，折射指数高，可使用较薄的镜片，相对密度较低，可减轻镜片的质量，而且对紫外光具有高屏蔽性。,PC透明保护镜,照明 主要用于室外和商厦灯具，具有防破坏功能。PC也用于透镜散射器、舞台用
8、灯和机场跑道标识等。,4 建筑,PC板材所显示出的高透光性、抗冲击性，耐高、低温，耐紫外辐射及其制品的尺寸稳定性和良好的成型加工性能，比使用的传统无机玻璃具有明显的技术性能优势。,PC安全片材也是应用领域之一。PC可与玻璃一起压成安全窗，用于医院、学校、银行、监狱等。PC片材作为标识和展示牌，如用于制造自动售货机、商场招牌、柜台展示牌、商店室外标识等。,5 包装,PC在包装领域主要是制造20L左右的大水瓶。由于质量轻、抗冲击和透明性好，用热水和腐蚀性溶液洗涤处理时不变形且保持透明，除个别高消费市场外，PC瓶已取代玻璃瓶。,透明的PC过滤器,PC容器,PC杯子,6 航空航天,随着航空、航天技术的
9、发展，对飞机和航天器中各部件的要求不断提高，使得综合性能优良的PC在该领域的应用日趋增加。宇宙飞船上的部分部件和宇航员的防护用品就采用了GF增强的PC。,7 医疗器械,PC或其改性品种具有良好的韧性和刚性，同时兼有耐热、耐辐射性能，满足医疗领域的高温、高压消毒处理和经受高能辐射处理要求，主要用于制造人工血液透析设备、血液采集器、高压注射器、外科手术面罩及其它需在透明、直观条件下操作并需反复消毒的医疗设备中。,PC用作血液葡萄糖测试仪部件,8 办公设备,PC大量用于制造办公设备、通讯设施和电子电器设备的外壳，如计算机、打印机、复印机等办公设备的外壳。,Even a small star shines in the darkness,
